桥梁抗震加固技术

桥梁抗震加固技术（精选10篇）

桥梁抗震加固技术 第1篇

1 桥梁抗震加固的必要性

随着我国国民经济的快速发展,交通运输业得到了长足发展,交通量猛增,车辆载重增大。很多桥梁特别是依据旧规范修建的老桥,或因设计、施工以及使用上的种种原因存在不同损伤的桥梁,均处于无法满足现代化交通现状的局面。如将这些桥全部重建,不但影响现有交通也耗费人力、物力。实践证明,采用适当的加固技术,可有效恢复和提高旧桥的承载能力和通行能力、延长桥梁的使用寿命。采用此法不但可以节省大量投资,亦可通过维修和加固旧桥消除交通安全隐患,以提高公路通行能力和服务水平、满足现代化交通运输的需求。

需要进行抗震性能评价与加固的情况有[3]:地震中遭受严重破坏桥梁的修复或加固;其次是随着新规范的颁布,设计方法的更新,对以前未按新规范设计的桥梁进行抗震性能评价。通过评价的结论提出有效的加固方法,提高单个构件及桥梁体系的抗震性能以满足新的抗震设防要求。

对于由《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)进行设计的桥梁,其设防标准单一,往往没有足够的构造措施保证结构的整体延性,也没有采用能力设计的思想来防止桥墩等构件的剪切破坏。而新刊布的《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)提出了以预防为主的抗震设计方针。使得用旧的抗震标准设计的公路桥的抗震性能不足。对于这类公路桥应进行震害检查,明确其抗震弱点,力求通过抗震加固及维修等手段提高其抗震性能。

2 桥梁抗震加固技术的现状

从1964年美国Alaska地震后,开始了桥梁结构抗震性能的评估及其加固技术研究。近年来,特别是美国北岭地震(1994年)、日本阪神地震(1995年)以及中国台湾集集地震之后,各国政府愈发重视桥梁结构的抗震性能评估及其加固技术的研究。

目前,抗震评估通常包括两个阶段[4]:首先确定最危险及最需要加固的结构,可称为优先研究阶段;其次是对需要加固的桥梁进行详细的结构分析阶段。在抗震评估的优先研究阶段,美国和日本等国主要从以下几个主要方面着手:桥梁结构的重要性;结构本身的特点及结构的易损性;基础及场地的特征,主要包括砂土液化的可能性、场地土的类型等;桥梁所在地区的设防烈度及近断裂基岩对桥址的影响。

我国目前在桥梁抗震评估方面的研究工作处在起步阶段,尚无统一标准。在确定需要加固的桥梁后,须对其现有的抗震性能进行详细的评估,这是选择加固方法和措施的基础,评估过程中要尽可能了解结构的实际性能及在不同地震作用下所处的极限状态。

在桥梁抗震加固技术的研究和实践上,我国与国际水平相比仍有相当的距离。公路桥梁的抗震评估和加固至今仍没有相应的标准,对哪些桥梁可能会在地震中损坏甚至倒塌尚不清楚,对于桥梁的加固方法的选择实施尚处于经验阶段。

3 桥梁抗震加固的方法

对于不同的损伤,应有针对性的在详细评价的基础上,按延性设计和能力设计的要求对桥梁实行抗震加固以提高桥梁结构的抗震性能[5,6,7,8]。

3.1 结构连接件的维护

根据以往经验,施工单位只重视桥梁施工时的质量主控环节,养护单位则重视桥梁整体线型、行车舒适度等使用性能,往往忽视桥梁支承连接件的性能质量。当桥梁上、下部结构产生支承连接件不能承受的相对位移时,支承连接件便可能失效,往往导致梁体坠毁。由落梁产生的强烈冲击力,也将破坏下部结构。

为解决这个问题,应对桥梁支座、伸缩缝等连接构件进行维护。目前国内外的通常做法是增加支承面宽度、在简支的相邻梁间安装限位装置;在伸缩缝等上部接缝处采用挡块、连梁装置等措施;采用减隔震支座及耗能装置耗散作用于结构的地震能量、提高桥梁的抗震性能。在桥梁使用期间应对支座定期检查与维护,对于伸缩缝应随时清除缝内杂物。

3.2 上部结构的加固

3.2.1 增大截面加固法

为提高主梁的抗弯能力,在梁板的下部增设钢筋是一种有效的方法。如果新增的主筋较多,避免超筋构件的出现,可增大主梁下部的截面面积。如梁桥,可增大马蹄高度、宽度,进而增大截面面积。施工中要注意所增加的重量不应使原截面破坏,且新老结构材料之间应设置剪力键、传力销、锚固筋等可靠的连接。

3.2.2 粘贴钢板加固法

当梁板桥的主梁底部出现严重的横向裂缝可采用此简单、易行方法。但贴钢板、钢筋、纤维的位置应尽量远离中性轴加固区,在具有锚固条件时应尽量锚固并一定要考察黏结剂性能。

3.2.3 结构体系转换法

将简支梁的梁端设置承受负弯矩的钢筋,使相邻两主梁连起来就形成多跨连续梁。根据连续梁的受力体系,其跨中弯矩比简支梁小,便可以达到提高桥梁承载力的目的。

3.3 下部结构的加固

下部结构的破坏主要是指桥墩和桥台的失效。若桥墩和桥台不能抵抗自身的惯性力和由支座传递来的上部结构的地震力,就会开裂甚至折断。钢筋混凝土柱式桥墩在地震中极易遭受严重损坏,其原因主要是箍筋数量不足和间距过大,不足以约束混凝土、防止纵向受压钢筋屈曲。

桥墩抗震能力的提高,目前的解决办法是通过增大截面或是黏贴钢板、纤维,提高其抗震能力,防止桥墩的破坏性震害。或是对桥墩进行延性设计,使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位,其余结构保持弹性,以耗散结构遭受的地震能量,不发生脆性破坏。

目前桥墩加固的主要技术有:混凝土加大截面加固方法,钢板外包加固法,钢纤维混凝士加固法,复合材料、玻璃纤维、碳素纤维加固法等。

对早期用砖,石材料建造的下部结构,有可能产生脆性破坏,需要结构上的抗震加固对策。可采用混凝土衬套方法和钢板衬套方法等。

3.4 基础破坏

基础自身的震害现象极少发现,然而如果下部结构周围的地基易受地震震动而变弱,下部结构就可能发生沉降和水平移动。有时因不良的地质条件也会出现沉降、滑移等;桩基础的承台由于体积、强度和刚度都很大,因此也极少发生破坏,但桩基(尤其是深桩基础)的破坏现象则时有发生。主要表现为桩基础的倾斜、下沉、滑移、裂缝、倾覆等等。

对于此类破坏,应该在桥梁选址时就应该重视,并设法加以避免。如果无法避免时,则应考虑尽量加深地基深度降低液化的可能性或在可能发生液化和冲刷的地基中采用加桩的措施。

4 结语

汶川地震的发生使得越来越多的桥梁建设者意识到桥梁结构在地震等灾难发生时所起的关键作用。桥梁的维修加固将是一项长期的、经常性的工作。由于缺乏基础性研究和相关的桥梁抗震能力评估、加固标准。

我国的桥梁抗震加固仍旧处于依靠经验性方法解决加固问题的阶段,而对哪些桥梁可能会在地震中损坏、倒塌尚缺乏科学依据。

对此,应充分吸收国外已有的研究成果,特别是美国和日本的相关标准,针对我国桥梁的实际情况,开展必要的试验研究和理论分析工作。以更好的实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分级设防标准,确保公路工程各结构具有足够的抗震安全度,使公路交通成为安全、可靠的“生命线工程”,降低公路抗震的设防成本。

参考文献

[1]谢旭.桥梁结构地震响应分析与抗震设计[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]赵荣国,李卫平,张虹.2005年地震灾害综述[J].国际地震动态,2006:20-23.

[3]柳厚祥.公路工程结构抗震加固技术研究的现状与进展[J].建筑技术,2005:460-461.

[4]鲍卫刚,李建中.积极开展公路桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究[J].公路,2002:49-53.

[5]冯宇.浅谈旧桥检测与加固技术的应用[J].山西交通科技,2007:58-59.

[6]郑罡,牛松山.桥梁抗震加固方法与加固材料技术标准文献综述[J].公路交通科技,2006:69-72.

[7]王克海.桥梁抗震研究[M].北京:中国铁道出版社,2007.

建筑物抗震加固新技术 第2篇

一种以类似安全带的树脂材料“绷带”包裹建筑物内支柱的抗震加固新技术，最近由日本“构造品质保证研究所”研发成功。据该研究所的有关公司透露，在中国四川大地震发生后，他们已接到大量来自中国方面和日本国内的咨询信息。他们表示，如果中国方面提出邀请，他们“会尽全力提供支援”。

这种名为“SRF工艺”的抗震加固新技术，是用树脂纤维编织成形状如安全带一样的抗震带。在建筑物新建或维修加固施工时，将抗震带涂上黏合剂，包裹固定在建筑物的支柱上。地震发生时，包裹了抗震带的支柱即使出现内部损伤，也不会立即倒塌，从而可为建筑物内人员提供一个保全生命的空间,并获得逃离现场的足够时间。

据报道，在日本国内该技术已在包括新干线、医院以及大约40所学校等250多座建筑物上进行过加固试验，结果表明，不仅工程施工方法简单、有效，而且费用低廉：以一座每层有12间教室的4层教学楼为例，通常需要花费5000万到1亿日元的加固工程费用，采用这一技术后，仅需500万日元即可；如果是木质建筑则更便宜，仅需数十万日元。

该技术的研发者五十岚俊一以前是一位大型建筑承包企业的工程师。在看到1999年土耳其地震的受灾情况后，他痛感应当普及一种能够确保人员最低限度生存空间的防震加固技术。经过近10年的研究试验，这一夙愿终于实现了。

让房屋震后能自行修复

一种利用纳米技术建造的，可以在地震后自行修复的新型住宅，最近被列入英国利兹大学的“智能和安全房屋”计划，这个计划由该校纳米制造研究所负责实施。欧盟为此项目已投资1400万欧元。如果进展顺利，新住宅将于2010年12月前在希腊的一座山上首次建成并交付使用。

这种房屋的最大特点，是可以通过振动感应器抵御地震的侵袭，并在震后完成对墙壁裂缝的自我修复。之所以具备这样的功能，是因为该房屋的建筑材料使用的是纳米聚合物。这种物质在重压下可以变为液体状态。当墙壁出现裂缝时，呈液态的建材就会流动至裂缝处并将其填满，然后又会逐渐变硬，从而完成对受损房屋的修复。

这种房屋的具体建造过程分两步：首先，需要采用新型的承受负荷的钢架和高强度石膏板建造墙体，在石膏板中只要加入少量的纳米颗粒即可。第二步，要在墙体内设置无需电池的无线传感器和无线電频率识别标签，用于收集建筑物的大量数据，如承受的压力、振动的强度，以及温度、湿度和煤气泄漏的程度等；一旦发生地震，传感器的智能网络就会立即发出警告，使住户有足够的时间逃离现场。

如果把这种房屋建成一个群体，就可以引入传感器网络装置，从而获得更多的信息。例如，在房屋倒塌后，利用手中的装置就可以确定废墟中传感器的位置，了解是否有人埋在了废墟里，并探明房屋是如何倒塌的，从而确定有效的救援办法。

桥梁抗震设计及加固技术探讨 第3篇

关键词：地震灾害,抗震设计,加固技术

前言

随着我国城市化进程加快, 作为城市基础设施之一的公路交通其重要性越来越突出。同时, 我国处于地震多发地带, 尤其是近几年不断发生各种等级的地震。在地震发生时, 不仅会有大量的地面建筑物及各种设施遭到破坏或倒塌, 大量人员伤亡, 而且还会严重造成交通中断。若作为抗震救灾生命线工程之一的公路交通 (尤其是铁路桥梁、城市高架、公路桥梁等公路工程的咽喉要道) 受到较大损坏, 将会给后续救助工作造成极大的困难。

1 桥梁与抗震

近几年自然灾害频繁发生, 特别是地震带来的强破坏性, 给人们的生命和财产带来很大的危害。我国处于二大地震带之间, 是一个地震多发国家, 强震后带来的不仅仅是生命财产的损害, 还会引发一个长期的政治、经济问题及情感上难以愈合的创伤。地震发生后, 公路桥梁成了通往震中的唯一生命线, 对抢救人民的生命财产安全起着非常重要的作用, 在震后公路桥梁也是人们重建家园, 恢复生产的重要环节之一, 所以在地震中, 公路桥梁是生命系统的重要组成部分, 由于其重要的作用, 所以在公路桥梁设计过程中抗震性能会成为设计的重点关注问题, 公路桥梁抵抗地震的灾害能力增强了, 对抢救人民生命财产和恢复灾后重建有着极其重要的意义。

根据历次大地震的调查研究, 公路桥梁的地震破坏主要形式总结归纳如下:

桥梁上部结构受水平力作用滑落 (汶川百花大桥落梁) ;桥墩塑性铰的抗弯、抗剪强度不足, 导致桥墩破坏 (日本阪神大量墩柱破坏) ;桥墩、桩基础钢筋的连接及锚固性能不足, 导致桥墩破坏 (最为常见) ;桥梁支座等连接部位破坏 (最为常见) 。

常规桥梁抗震设计首先应是抗震构造措施, 根据汶川地震相关调查表明干线公路桥梁由于采用了合理的抗震构造措施, 结构安全富余较多, 震后其破坏远小于地方道路桥梁。抗震构造措施是总结桥梁震害经验的基础上提出的设计原则, 事实表明抗震构造措施可以起到有效减轻震害作用, 而所耗费的工程代价往往较低。

2 桥梁设计与抗震措施

2.1 防止落梁的措施

当“长桥高墩”时应在规范基础上给予更多的安全富余。例如:都汶高速公路庙子坪岷江大桥第10跨 (跨径50m、墩高70m) 。虽然盖梁宽度高达3.0m (根据《桥梁抗震细则》要求, 含伸缩缝宽度取2.1m即可) , 但该桥还是发生纵向落梁, 所以在设计中应注意“长桥高墩”, 特别是设置有伸缩缝的相邻联桥墩, 不仅要将主梁支承长度取值放大一些, 还需要设置主梁限位装置。根据国外规范以及《抗震设计细则》精神, 同时应设置纵向防落梁构造, 同时应注意限位装置不得有碍于防落梁构造的发挥。

2.2 支座型式和布置方式

支座选型长期以来被忽视, 常规梁桥多采用普通橡胶支座, 汶川地震后的调查表明普通橡胶支座破坏后加剧了桥梁损伤, 建议根据桥梁设防要求, 选用适用的支座类型。基本地震动峰加速度峰值0.1g地区和以上地区应选择减震型橡胶支座。

支座的布置是否合理至关重要, 汶川百花大桥第5联 (5×20m) 采用一个固定支座, 其余墩为活动支座, 导致全联上部结构水平地震力几乎完全由固定支座下的桥墩承担, 该桥墩迅速破坏后, 造成全联坍塌。对于连续梁桥在设置固定支座后, 应充分考虑固定支座设置对抗震的不利影响, 慎用墩梁固结方案, 应注重考虑各墩水平受力的平均分担。

2.3 柱式桥墩的合理设计

柱式墩是桥梁设计中最为常见的结构形式, 日本阪神地震中显示出大量圆形独柱墩崩溃性破坏, 汶川地震相关资料表明矩形墩要优于圆形墩, 抗震设计中应首先尽量避免选用抗震性能差的圆形独柱结构, 同时优先选择矩形截面形式。其次应重视桥墩中间的横梁设置, 横梁刚度不宜过大, 避免导致“强梁弱柱效应”的出现, 造成结构的第一塑性铰出现在墩柱之上, 而不是横梁上, 致使结构失效。

3 桥梁的抗震加固技术

对于处于地震多发区的已经修建的桥梁, 应根据更为先进的设计思想对其进行抗震性能评价, 并结合评价结果考虑是否应给予相应的抗震加固措施。

3.1 维护结构连接件

当支承连接件不能承受桥梁上、下部结构产生的相对位移时可能会失去相应的作用, 并导致梁体坠毁。而这种情况往往都是由施工单位和养护单位在桥梁支承连接件的性能质量的重视度不够所引起的。因此, 我们应定期对桥梁支座、伸缩缝等连接构件进行维护。在国内目前采用较多的维护方法有采用挡块、连梁装置等安装于伸缩缝等上部接缝处;安装限位装置于简支的相邻梁间;为耗散作用于结构的地震能量增加耗能装置及减隔震支座;增加支承面的宽度等措施。此外, 在桥梁使用期间定期检查并维护支座时应随时清除伸缩缝内的杂物。

3.2 加固上部结构

加固上部结构主要有粘贴钢板加固法、增大截面加固法和结构体系转换法。粘贴钢板加固法主要在梁板桥的主梁底部出现严重横向裂缝时使用。在粘贴钢板、钢筋或纤维时应特别注意粘贴位置, 即粘贴位置应尽量远离中性轴加固区。同时还应注意黏结剂的性能以保证锚固的可靠性;增加截面加固法主要是增设钢筋在桥梁下部以提高主梁的抗弯能力。同时, 如果增设的钢筋较多可考虑将主梁下部的截面面积增大以避免超筋构件的出现。另外, 应设置锚固筋、传力销、剪力键等可靠的连接物在新老结构材料之间以避免增加的重量破坏原截面;结构体系转换法主要指将可承受负弯矩的钢筋设置在简支梁的梁端, 使相邻两主梁连起来就可形成多跨连续梁, 进而达到提高桥梁承载力的目的。

3.3 加固下部结构

下部结构的加固主要有柱罩、填充墙、连梁、加固支座、加固帽梁、桥台和加固基础等措施。填充墙具有提高柱的横向能力和限制柱的横向位移等特点, 可用于多柱桥梁;连梁可提高混凝土排架的横向能力。连梁可置于排架底部标高处替代墩帽, 也可置于地面标高和排架底部标高之间的某个位置以调整特定排架的横向刚度;一直以来支座都是地震中受损最容易的部位, 而为加固支座现在一般都采用隔震支座加固桥梁的方式, 此外还有用铅芯橡胶支座或者缆索与弹性支座配套使用代替弹性支座的方法;帽梁加固方法最常见的是给现有帽梁增设垫板;桥台加固主要有两种方法, 一是支座延长装置, 二是用木材、混凝土或钢筋填塞夹缝, 后者采用较多;通常基础加固的方法是增设覆盖层、均匀增加基础、增加接触面积或将基础锚固于土中等。

4 结论

要做好桥梁的抗震设计, 就要不断加深对地震机理的认识, 提高和完善桥梁结构物的各项功能, 以及桥梁抗震构造措施进一步的改进和完善。目前我国对于桥梁抗震加固技术相对比较成熟, 在实践过程当中要结合公路桥梁的特点, 这样才能有效的提高我国公路桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力。

参考文献

[1]苑鹏宇.有关桥梁抗震设计及加固技术的探讨[J].中国科技纵横.2012年第1期.

桥梁加固维修技术的应用 第4篇

关键词：桥梁加固加固方案施工方法

0引言

近二十年来，我国国民经济日益发展，交通运输量迅速增长，道路上行车密度以及车辆轴重不断加大，势必造成公路桥梁日益不堪负荷，加之旧桥部分老化，破损或受原设计标准的限制，同时存在自然环境因素，已不能适应现代交通运输的要求。如果将桥梁拆除重建，不仅会耗费大量人力物力，而且工期长影响大；如果说有计划、有步骤对这些数量日益增加的病危桥梁进行加固改造，恢复、提高其承载力，不仅能满足新时期公路交通运输的需要，而且为国家带来巨大的经济和社会效益。

1桥梁加固的主要技术

1.1加强薄弱构件。对病害严重的构件，采取以新材料(钢材、砼、各种纤维等)增大截面或粘贴附加材料；施加外部预应力；对裂缝采取化学灌浆封闭等进行加固。

1.2增加辅助构件。当原有构件承载力不足或遭破损时，可在原有结构上增加新的受力构件或替换原构件，如增设纵梁、横梁或拱肋等。

1.3改变结构体系。主要是利用梁的连续作用或梁板组合作用及拱梁组合作用改变结构的受力体系，增加超静定次数，改善结构的受力状况，以提高桥梁承受活载的能力。

1.4减轻恒载。减轻原桥上部构造的恒载，可以改善原桥的受力状况，提高承受活载的能力。特别是在桥梁基础承载力受到限制，不能满足加固上部构造和提高活载所增加承载力要求时，以减轻桥梁恒载的办法来提高承受活载的能力是一种经济有效的措施。

1.5加固墩、台及基础。当桥梁的缺陷和病害是因墩、台或基础问题引起时，就应该采用各种措施，阻止墩、台及基础的位移或变形，改善受力状况，提高承载力。

1.6加大截面加固。用于增加结构的稳定性、刚度、提高轴压比等，如钢架拱的构件、高层建筑物的柱等。

1.7预应力加固。提高结构的承载力和抗裂性，如体外预应力对简支或连续梁加固，对桥墩帽梁的加固，也有以对称撑杆形式对柱进行加固。

1.8外包钢加固及粘钢加固。外包钢加固主要指干式外包钢型钢，单独承载，按钢结构计算。粘钢加固是当前最常用的结构加固方法，以高抗拉抗剪强度的环氧类树脂为粘结胶，保证所粘贴的钢板或型钢参与结构共同受力，提高结构的抗弯抗剪能力，有适当措施时还可以提高结构的刚度。

2桥梁加固维修技术案例

下面以国道205线梅州境内锭子大桥加固维修施工方案为实例，总结此类问题的几点经验。

2.1桥梁概况及裂缝情况简介锭子大桥全长108.25m，上部结构为3x30m钢筋混凝土刚架拱，桥面全宽18.7m(净9m主车道+2×0.2m分隔带+2×3m非机动车道+2×1.5m人行道+2×0 15m栏杆)，该桥原设计荷载为汽－20，挂－100。上部构造由6个钢筋混凝土拱片组成，拱片采用现浇法施工，由横系梁将6个拱肋组成整体。桥面系为预制的腋肋板上现浇桥面铺装层，在拱片外侧为预制的悬臂板。下部结构两个桥墩采用钢筋混凝土人工挖孔桩，桩基直径1.4m，采用高桩承台。两个桥台采用重力式桥台，未发现墩台沉降和变位问题。

2.2桥梁主要病害①桥面出现多处纵横向裂缝，特别是沿桩号前进方向由于重车较多，导致裂缝更多，有的肋腋板在运营过程中已经损坏后更换。②车辆行驶过桥时振动较大，尤其是各跨跨中振动较为明显。③广州侧桥台上部沿下游方向有局部开裂现象。④各跨主拱腿拱脚上缘出现多处横向裂缝。

2.3病害原因分析①桥梁本身结构缺陷和承载力不足。刚架拱桥是一种集零散为整的结构，结构尺寸偏小和配筋不足，整体性能差和刚度较低是主要原因。②重载车辆的过度行驶加速了结构的破坏。以上两点是本桥出现严重病害的最主要原因。

2.4加固维修方案本桥主要采用加强主拱腿及上部构造的整体性，提高桥梁强度和刚度，用环氧结构胶封闭桥梁裂缝，修补桥梁缺陷等办法进行加固。具体加固措施有以下几点。①在主拱腿拱脚2.5 m范围内上缘顶面新增钢筋混凝土现浇板，将矩形截面改造为T型截面，改善拱腿受力和加强6片拱腿横向连接。②更换桥面，增强桥面的整体性。由于肋腋板整体性差，与拱片不能形成组合截面，降低了刚架拱桥的强度和刚度。本桥拆除全部桥面铺装及肋腋板，重新现浇钢筋混凝土桥面板，并采取有效措施，使新老混凝土结合牢固，增强刚架拱桥的整体性，提高桥梁的刚度和承载能力。③用环氧结构胶封闭桥梁裂缝。④修复加固桥台及桥梁中的混凝土缺陷、钢筋锈蚀等病害。⑤更换全桥伸缩缝，增设变形缝(缩缝)。⑥完善泄水系统。⑦为保证行车安全、桥面上、下游设置钢筋混凝土护栏。

2.5加固维修施工方法

2.5.1主拱的加固。从主拱脚起向拱顶方向2.5m范围内均进行加固，变矩形截面为T型截面，以提高主拱的承载能力，增大其刚度和整体性，为了增强新老混凝土的连接，除采用钻孔锚筋，凿毛老混凝土，涂刷掺有丙苯乳液的水泥浆等措施外，新浇混凝土还采用微膨胀混凝土，尽量减少新老浇混凝土的收缩差，使新老浇混凝土连成整体。混凝土的灌注应从拱脚到拱顶方向对称进行，逐孔施工。为了节省支架，浇筑混凝土的支架支承在主拱脚上。为了减轻模板的自重，施工模板及支架一律采用木质结构。

2.5.2桥面板的施工。现浇桥面板应以对称均衡为原则进行，为了延长桥梁的使用寿命，桥面板不设纵缝。拱顶部分的施工支架均以实腹段为支撑，模板支撑在实腹段上，其余部分的施工支架均以弦杆为支撑。

2.5.3新老混凝土结合面的施工①用硬毛刷或钢刷清洗老混凝土的表面，将混凝土表面的泥土、粉尘、油污及碎渣清洗干净。②用小铁锤将混凝土表面凿毛，凿成间距3cm、深5mm的密布小坑。③用清水冲洗，用钢刷刷洗小坑，将混凝碎渣全部清除干净。④在老混凝土表面上涂刷一层水泥浆，其厚度为1～2mm。为了增强新老混凝土的粘结力，在配制水泥净浆时，要求加入浆液体积10％的丙苯乳液。⑤在涂刷的水泥浆液尚未凝固时，立即浇注微膨胀混凝土，要求振捣密实，各部尺寸满足设计要求。

2.5.4混凝土缺陷及钢筋锈蚀的处理。对有缺陷的混凝土(如蜂窝、麻面、空洞、表面风化、剥落等)，必须人工敲打、凿毛、用钢刷来回刷擦，清除不稳定的混凝土部分。为使混凝土表面洁净，必须用水清洗。对锈蚀钢筋，应先凿除周围损坏的混凝土，露出的钢筋，用细钢刷将锈蚀部分清除干净，再外涂阻锈剂，然后再根据情况用高标号混凝土或水泥砂浆填补。为增强新老混凝土的连接，在浇注混凝土之前，应在原混凝土表面刷上一层水泥净浆，以利新老混凝土结合牢固。

3结束语

公路桥梁震害分析及抗震加固方法 第5篇

环太平洋地震带和欧亚地震带是世界上的两个主要地震带,环太平洋地震带是地球上最活跃的地震带,集中了全世界80%以上的地震,释放的能量占全球地震释放总能量的75%。我国部分地区位于欧亚地震带上,大部分地区夹在这两大地震带之间,是一个多地震的国家[1]。随着社会进步和经济发展,突发而至带有巨大破坏力的地震已成为造成重大经济损失和社会问题的各种自然灾害之首。尤其是近几年发生的如1995年日本兵库县南部地震、1999年中国台湾集集地震以及2008年发生的汶川地震等,人员伤亡和经济损失非常惨重[2]。

瞬间发生的地震及其后续余震将可能造成地震的一、二、三次震害,形成灾害链。不仅地震灾害的巨大能量会造成大量地面建筑物和各种设施的破坏与倒塌,在次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。

1 桥梁震后检测加固的必要性

公路交通是国民经济大动脉,也是抗震救灾生命线工程之一。当地震发生时,桥梁较易发生破坏,通常修复时间较长,给震后救援及灾区重建工作带来较大影响。保证桥梁在地震作用下以及地震后仍能通行,成为桥梁建设中的一个重要课题。

1.1 结构破坏及规范要求

对桥梁结构进行震后检测及加固技术的研究,其必要性来自两个方面:首先是地震中的部分桥梁遭受严重破坏,需要进行修复或加固;其次是随着新规范的颁布执行、设计方法的发展和更新,许多按以前方法设计的或根本就没有进行抗震设计的桥梁的抗震性能需要重新进行评估。相当数量的桥梁,尤其是早期修建的桥梁,由于资金短缺,设计、施工标准低,加上技术管理薄弱,施工质量不能保证这些桥梁的使用寿命,有些很快就变成危桥;由于桥梁管护不善、大自然风霜雨雪的侵蚀以及环境污染的日益加重,造成桥梁自身老化破损,衰老加快,寿命缩短。对这些桥梁,通过评估及有效的加固,力求能够提高单个构件以及整个桥梁体系的抗震性能,以满足现存规范及交通提出的抗震设防要求。

1.2 地震特征的要求

通过对世界范围内历次发生的地震特征进行分析发现,地震在空间上和时间上具有丛集的特征。在一定时间内,发生在同一震源区的一系列大小不同的地震,且其发震机制具有某种内在联系或有共同的发震构造的一组地震总称为地震序列。在地震序列中,震级最大的称为主震,主震前的小震则称为前震,主震后发生的地震称为余震。强度等级高的地震,往往会伴随着强余震的发生。

现行的国内外抗震规范在确定地震载荷时,只考虑了主震影响,没有考虑地震序列中的强余震对结构的抗震性能造成的影响,这对于结构抗震来说既不安全也不全面[4]。如我国1976年发生的M7.8级唐山大地震中,主震后15 h内发生了M6.8和M7.1级强余震各一次。滦河大桥在3:42发生的M7.8级主震中并未倒塌,而是在M7.1的强余震中发生桥墩折断、桥梁落架、倒塌,当时该桥正在忙于救灾运输。目前国内外对地震序列作用下结构物的破坏研究很少涉及。中国地震局地球物理研究所赵金宝以量化形式研究了建筑物相继经历主震、余震作用下的破坏状态[5]。然而,各类桥梁在余震中的抗震能力并没有具体的研究,桥梁在震后的抗震能力评估与加固仍是保证结构在地震中通行能力的有效措施。

2 抗震震害与加固的实施

抗震加固实施时,必须了解桥梁的构造特性与地震震害之间的关系。根据公路桥至今的震害实例分析结果,针对发生震害的主要原因提出相应的措施,从而保证结构在地震中的抗震能力。

2.1 桥梁的震害

1)上部结构震害:上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形较为少见,往往是由于桥梁结构其他部位的毁坏而导致上部结构的损坏。如地震时相邻梁体相互碰撞而引起的破损,因支座的螺栓起拔或剪断引起撞击而使变形过大等损伤。2)支座震害:地震中,桥梁支座的震害极为普遍。其原因主要是支座设计没有充分考虑抗震的要求,构造上连接与支挡等构造措施不足,某些支座形式和材料的缺陷等因素。破坏形式主要表现为支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落以及支座本身构造上的破坏等。3)落梁震害:桥梁落梁有的是墩倒梁落,也有的是梁落而毁墩。其主要原因有:桥台倾斜或倒塌、河岸滑坡、地基下沉、桥墩破坏、支座破坏、梁体碰撞、相邻墩发生过大相对位移等。4)下部结构和地基震害:下部结构和基础的严重破坏是导致桥梁震后难以修复的主要原因。桥梁墩台因砂土液化、地基下沉、岸坡滑移或开裂引起破坏很难加强它们的抗震能力。

2.2 抗震加固措施

作为可能采取的震前对策,可以提出防止落梁的构造、液化、冲刷、基础施工方法、下部结构形式、下部结构材料、主筋减少部位、地震动加速度等方法,可针对各种震害提出相应的抗震加固措施。

针对上部结构及落梁震害,采用减、隔震支座在梁体与墩、台的连接处增加结构的柔性和阻尼以减小桥梁的地震反应,利用桥墩在地震作用下发生弹塑性变形耗散地震能量以达到减震的目的。在伸缩缝、铰和梁端等上部接缝处采用拉杆、挡块、连梁装置或者增加支承面宽度等措施,以防止落梁震害的发生。

针对支座及支撑连接件的震害,目前的做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁间安装纵向约束装置,或者增加支承面宽度。

对于下部结构震害,应通过能力设计和延性设计,提高其抗弯延性和抗剪强度,防止桥墩弯曲和剪切震害,增加其耗能能力,使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位。目前桥墩加固的主要技术有:混凝土加大截面加固方法,钢板外包加固法,钢纤维混凝土加固法,复合材料、玻璃纤维、碳素纤维加固法等。对无筋混凝土结构,有可能产生脆性破坏,需要寻求结构上的抗震加固对策。可采用混凝土衬套方法和钢板衬套方法使衬套与既有的桥墩结合成一个整体。

3结语

桥梁的抗震减灾涉及桥梁工程、地震、防灾减灾等多方面的研究,尽管我国桥梁抗震与加固的水平已有较大的提高,但仍远远落后于国外。我国的桥梁抗震缺乏持之以恒的基础性研究,对于公路桥梁抗震能力的评估和加固至今仍没有相应的标准。哪些桥梁可能会在地震中损坏甚至倒塌仍然没有清晰的概念。针对现状,建议加强桥梁施工、控制技术与桥梁抗震加固新技术的研究,发展桥梁抗震的随机分析方法,结合各种抗震措施补充结构在控制方法上的不足。充分吸收国外已有的研究成果,针对我国桥梁的实际情况,开展必要的试验研究和理论分析工作。结合“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分级设防标准,尽快提高我国桥梁抗震加固的技术水平,确保公路工程各结构具有足够的抗震安全度。

参考文献

[1]赵荣国,李卫平,张虹.2005年地震灾害综述[J].国际地震动态,2006(1):20-23.

[2]谢旭.桥梁结构地震响应分析与抗震设计[M].北京:人民交通出版社,2006:3-14.

[3]李福万.下承式系杆拱桥抗震性能分析[J].山西建筑,2008,34(21):296-297.

[4]周仕勇,许忠淮.地震序列研究综述[J].中国地震,1999,15(3):267-277.

桥梁抗震加固技术 第6篇

1 抗震评估标准

介绍抗震加固技术前首先要对抗震设计方法和抗震性能评估标准有所了解,日本在抗震评估体系上已经比较完善,抗震技术水平较高。对结构抗震安全评估起到一个很好的前期判断工作。

1.1 抗震安全评估标准

可通过如下公式进行判断[1]:

1.2 安全判断标准

为保证地震发生时孩子的安全,同时,为逃生人员提供一个躲避的地方,公共学校设施抗震性能指标在评估后不得低于0.7。

2 传统抗震加固技术发展及评价

经过了对建筑物进行抗震评估测试,我们就需要对房屋结构针对其抗震性能进行有效的抗震加固,由于钢筋混凝土结构和砖混结构在我国应用较早,因此也是最常见的建筑结构形式,但是我国混凝土结构和砖混结构基础期为50年,很多房屋已经进入中年期甚至是老年期,裂缝、渗漏、剥落等现象随处可见,因此对其进行加固成为了亟需解决的问题。传统的加固技术已经比较成熟,应用也比较普遍。

2.1 混凝土传统抗震加固技术

本文主要通过四种方法来介绍传统混凝土加固技术:

(1)增大截面法:即通过增大混凝土构件的截面积,从而提高承载力来进行加固从而满足正常使用。这种方法对混凝土的梁、板、柱等构件的加固效果比较显著。

(2)外包钢加固法:是指在需要加固构件的四周包上角钢,这里主要针对钢筋混凝土柱、梁。在角钢选择上,应根据结构的结构、破损程度、环境条件选择合适的角钢来进行加固,钢结构在强度、塑性、耐热等方面可以明显提高构件的承载力,增大延性和刚度,可适用于不能改变原构件尺寸大小,但是又必须提高截面承载力的砌体柱等构件。但缺点也比较明显,由于钢材容易锈蚀,防火性能比较差,因此应该采取一定的保护措施,加固造价比较高。因此实际工程中当强度小于C15的混凝土构件,一般不建议使用本方法进行加固。和它比较类似的事粘钢加固法,但是粘钢加固法是使用钢板来进行加固。

(3)置换混凝土加固法[2]:由于原有结构强度低、韧性差,因此可以考虑置换成强度高的混凝土,这种方法的优点是可以使建筑物的净空高度不变,原构件的截面积也只是轻微增大,对于受压区强度偏低的混凝土梁、柱等构件效果比较显著,当加固柱、墙等构件时,应对原构件承载状态进行验算、观测和控制,置换界面处的混凝土不应出现拉应力,若达不到预期的效果,应对支顶进行卸载来保证构件的安全。

(4)粘碳纤维加固法[3]:是指用粘结剂把碳纤维片黏贴在混凝土构件表面,该方法的特点是几乎不增加结构自重,由于碳纤维高强抗拉作用,效果显著,在工程上被广泛应用,适用于各种受力性质的混凝土结构构件。

3 新型抗震加固技术

地震的频发使各国开始在原有传统理论的基础上,在对钢筋混凝土结构和砖混结构进行抗震加固上提出来很多新的思路,新型抗震加固技术更加侧重对新型材料、新型抗震构件方面的运用,对结构进行有针对性的加固,大体可以分为三个方向:抗震加固、减震加固、隔震加固。

3.1 抗震加固

在抗震加固新技术中,主要有增设斜撑加固、剪力墙加固、框架加固这三种方法,其原理都是通过对某个薄弱部位进行加固来承担部分地震力,提高混凝土构件的承载力和刚度,使建筑抗震性能得到较大的改善。

3.2 减震加固

减震加固原理[4]一般使用阻尼器等消能构件来进行减震加固,遇到地震作用是局部会产生变形,提供一种附加阻尼,使能量被耗散或者吸收,这样就有效减少结构地震反应,加固效果比较明显,进行加固的阻尼器种类很多,本文主要介绍三种比较常见的阻尼器类型:(1)摩擦型阻尼器:是用摩擦耗能装置,摩擦型阻尼器大小易于控制,其原理是通过调节预紧力来进行操作,摩擦阻尼器对结构进行振动控制的机理是:阻尼器在主要结构构件屈服前的预定荷载下产生滑移或变形,依靠摩擦或阻尼耗散地震能量,同时,由于结构变形后自振周期加长,减小了地震输入,从而达到降低结构地震反应的目的。(2)粘弹性阻尼器:目前应用比较广泛,耐久性好,造价低廉,通过变形来减少结构的振动,只是在温度高时比较容易受影响,因此在对粘弹性阻尼器进行研究方面,应该考虑其在耐高温方面的可靠性,这也是目前研究阻尼器性能方面的一个主要考虑方向。(3)粘滞性阻尼器:其原理是通过活塞在缸体内往复运动,其中的粘滞液体从阻尼器的一端流向另一端从而产生阻尼力,阻碍结构振动;其特点是反应比较灵敏,也是通过衰减振动带来的能量来减小动力反应,达到抗震加固的目的。

3.3 隔震加固

隔震加固技术起步相对来说比较晚,应用还不普遍,其原理是通过在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置隔震层,阻碍地震的能量向上传递,使上部结构的地震作用减弱。一般是将隔震层放在原结构上,橡胶支座和滑动支座是比较常见的隔震支座,应用比较普遍。

4 结束语

在传统抗震加固中,一般在施工过程中相对比较简单,造价上来说也相对较低,但是随着许多新型建筑的不断出现,在结构和设计上一般都比较复杂,传统的一些加固技术可能已无法满足对于抗震标准的一些要求,局限性不可避免,因此,推广新型抗震加固技术已经成为一种趋势,同时在满足性能设计的基础上,灵活性更大,更能满足现代化建筑的要求,对结构进行抗震加固的方法有很多种,我们在进行加固设计中,我们要综合考虑各方面的因素,例如结构加固同时应避免结构的局部加强使结构承载力和刚度发生突变,避免结构加固后出现“加梁弱柱、强弯弱剪”情况。在结构抗震加固过程中应根据抗震鉴定结果,提出不同的抗震加固方案,再对各种方案进行综合比较,给出经济、可靠、技术合理的加固方案。

参考文献

[1]王玮,曹清,贾开.日本建筑的抗震加固评估标准及加固方法[J].建筑结构,2010,30(2):158-159.

[2]刘勋,施卫星,王进.传统抗震加固技术和新型抗震加固技术的总结与对比[J].结构工程师,2012,28(2):42-46.

[3]曲哲,张令心.日本钢筋混凝土结构抗震加固技术现状与发展趋势[J].地震工程与工程振动,2013,33(4):61-74.

桥梁工程抗震设计技术研究 第7篇

1 地震破坏的主要类型

1.1 弯曲破坏

结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱落、钢筋压屈和内部混凝土压碎、崩裂, 结构失去承载能力。整个过程表现为如下形式, 当弯矩达到开裂强度时, 截面出现水平弯曲裂缝;随着裂缝的发展和荷载强度的提高, 受拉侧的纵筋达到屈服强度;随着变形量的增大, 混凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大;钢筋压屈 (或拉断) 和内部混凝土压碎、崩裂。

1.2 剪切破坏

在水平地震荷载作用下, 当结构受到的剪切力超过截面剪切强度时发生剪切破坏, 整个破坏过程表现为如下形式:截面弯矩达到开裂强度时, 截面出现水平弯曲裂缝;随着裂缝的发展和荷载强度的提高, 柱内出现斜方向的剪切裂缝;局部剪切裂缝增大, 箍筋屈服导致剪切裂缝进一步增长;发生脆性的剪切破坏。

1.3 落梁破坏

当梁体的水平位移超过梁端支撑长度时发生落梁破坏。落梁破坏是由于梁与桥墩 (台) 的相对位移过大, 支座丧失约束能力后引起的一种破坏形式。

1.4 支座损伤

上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构, 当传递荷载超过支座设计强度时支座发生损伤、破坏。支座损伤也是引起落梁破坏的主要原因。对于下部结构而言, 支座损伤可以避免上部结构的地震荷载传到桥墩, 避免桥梁发生破坏。

2 桥梁抗震设计原则

合理的抗震设计, 要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合, 使结构能够经济地实现抗震设防的目标。要达到这个要求, 就需要设计工程师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素, 并具有丰富的经验和创造力, 而不仅仅是按规范的规定执行[2]。抗震设计应尽可能遵循一些基本原则, 这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论。

2.1 场地选择

除了根据地震危险性分析, 尽可能选择比较安全的厂址之外, 还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是:避免地震时可能发生地基失效的松软场地, 选择坚硬场地。

2.2 能力设计原则

能力设计思想强调强度安全度差异, 即在不同构件和不同破坏模式之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异, 确保结构在大地震下以延性形式反应, 不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑抗震设计中, 普遍采用“强柱弱梁, 强剪弱弯, 强节点弱构件”的设计思想。

3 桥梁抗震设计方法

桥梁抗震设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想, 正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造, 以达到合理抗震设计的目的。合理的抗震设计, 可以使设计出来桥梁在强度、刚度和延性等指标上达到最佳的组合, 使结构能够以最低的成本的实现抗震的目标。

3.1 体系的整体性和规则性

桥梁的整体结构要协调, 上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性结构可有效防止构件及非结构构件在地震时被震散掉落, 同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。不管是在平面还是在立体上, 结构的设计都要力求使桥梁在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称, 避免突然变化。

3.2 提高结构和构件的强度和延性

抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小, 并使结构具有适当的强度、刚度和延性, 以防止不能容忍的破坏。在不增加重量, 不改变刚度的前提下, 提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形;强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震可造成结构和构件周期反复变形, 使其刚度与强度逐渐退化, 因此, 只重视强度而忽视延性不是最佳的抗震设计。

3.3 强度安全度差异适中

能力设计思想强调强度安全度差异, 即在不同构件与不同破坏模式之间建立不同的强度安全度。通过强度安全度差异, 确保结构在大地震下以延性形式反应, 不发生脆性的破坏模式。

3.4 多阶段设计方法

随着对地震产生机理、地震特性以及地震作用下, 各类结构动力特性、破坏机理、构件能力研究认识的加深以及对结构在不同发生概率地震作用下预期性能目标的不同, 促使结构设计在设计原则、设防水准等各个方面进行不断改进。由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐改进为双水准或三水准两阶段设计、三阶段设计, 以及多水准设防、多性能目标准则的基于结构性能的设计等。

摘要：基于作者多年工作实践经验, 以如何提高桥梁的抗震能力为主题, 详细阐述了地震破坏的主要类型、桥梁抗震设计原则、桥梁抗震设计方法三个问题。

关键词：桥梁工程,抗震,设计,原则

参考文献

[1]刘印华.探讨桥梁抗震设计的方法与注意事项[J].广东科技, 2009, (12) .

[2]刘本玉, 苏经宇.结构震害预测的BAYES方法[J].四川建筑科学研究, 2003, (4) .

桥梁加固技术 第8篇

1 加固目的

随着我国国民经济的日益发展, 交通运输量的迅速增长, 截止至2000年, 我国危桥总长已达2万余延米。若将其拆除重建, 不仅要耗费大量资金, 而且工期也较长;若有计划、有步骤的对现有旧桥进行加固改造, 桥梁加固后, 可以延长桥梁的使用寿命, 用少量的资金投入, 使桥梁能满足交通量的需求, 还可以缓和桥梁投资的集中性, 为国家带来巨大的经济和社会效益。因此, 加固设计必须本着“牢固可靠、简便耐用、经济适用”的基本原则。

2 加固方法

加固, 简单来说, 就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高, 以满足新的要求。旧桥加固方法可综合为以下几类。

2.1 结构性加固

体外预应力加固法。体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料, 通过张拉对梁体产生偏心预应力, 在此偏心压力作用下, 使梁体发生上拱, 抵消部分自重应力, 减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力, 能够较大幅度的提高结构承载力。目前常用下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法两种。

在合理安排施工流程的情况下, 该方法可最大限度地减少对桥上交通的影响, 甚至可以在有限开放交通的情况下组织施工, 因此近年来国内工程实例较多。如301国道盘锦立交主线桥和盘锦立交WH匝道桥的加固。但加固后体外预应力筋的防腐问题一定程度上增加了后期养护费用, 因此, 一般不是公路部门的首选加固方法。

粘贴钢板或碳纤维 (CFRP) 加固法。粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位, 使钢板与加固混凝土结构形成整体, 以达到提高结构承载能力的目的。该方法具有基本不改变原结构的尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟等优点, 近些年来在钢筋混凝土桥梁的加固维修中为公路部门广泛采纳, 是近几年应用最多的加固方法。如广州东圃大桥加固。

碳纤维加固技术是近几年内才由国外引进的一种新技术, 因其强度高, 耐腐蚀, 且施工简便等优点, 目前已广泛应用于实际工程中。如广深高速公路福田互通立交桥加固、107国道 (深圳段) 洋涌河大桥加固。然而, 由于碳纤维本身的一些缺陷, 如脆性、耐火性不好等使得这种材料的应用受到限制。

增大截面与配筋加固法。增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸, 增配主筋, 以提高主梁截面的有效高度, 从而达到提高桥梁承载能力的目的。然而, 由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行, 施工难度较大且施工质量难以控制, 因此, 尽管在某些情况下费用并不太大, 但以上因素制约了该技术的广泛应用, 一般用于T型截面梁的加固维修。如河南南阳桐柏淮河大桥加固。

改变结构受力体系加固法。改变结构受力体系加固法是通过改变桥梁结构受力体系以达到提高结构整体承载能力的目的, 是一种变被动为主动的加固方法。这种技术具有提高结构承载力, 增大结构刚度, 减小挠度等优点。但该加固方法施工改造时一般要涉及到桥面铺装的再处理, 增加了改造费用且加固效果受负弯矩区施工质量的影响较大, 目前极少单独采用。如2003年湖北鄂州涂家咀连续拱桥 (L0=70m) 加固、2005年福建蒋乐积善连续拱桥 (L0=30m) 加固。

此外, 结构性加固方法还有增设主梁加固法、锚喷混凝土加固法和增加横向联系加固法等。

2.2 非结构性加固

钢纤维混凝土修复桥面铺装层。对桥面铺装层的严重破损, 可考虑采用钢纤维混凝土修复。这种材料具有高强度、抗裂能力强, 抗冲击耐磨耗等性能, 可延长桥面的使用寿命, 在不增加桥梁恒载的情况下, 改善梁的结构受力性能。

伸缩缝的更新改造。在桥梁维修中, 以下几种类型伸缩缝的使用是较成功的。SFP“三防”型伸缩缝在大型桥梁上的应用情况良好;仿毛肋伸缩缝在大、中型桥梁的大量使用, 效果明显;TST、FG系列桥梁无缝伸缩缝, 在中小行桥梁上也得到广泛使用。

2.3 U型高桥台加固

预应力锚索框架法。该加固法采取在U型桥台前墙和两侧墙外加套40厘米的钢筋混凝土, 并在两侧墙增设水平预应力索对锚和前墙增设地锚的方案。该方案适用于不能中断交通又无法架设便桥的高桥台病害修复。

锚杆配合钢筋混凝土抱箍法。该加固法采取台腔与桥台基础持力层进行压浆固化, 再打入锚杆与槽钢抱箍, 最后在U型桥台前墙和两侧墙外加套25厘米的钢筋混凝土, 新旧墙体采用锚杆连接形成整体。该方案适用于地基承载力不足, 且施工处理不到位, 造成桥台前墙下沉。

2.4 桥墩加固

桥梁下部结构加固的主要目的是提高桥墩的整体承载能力。如桥墩发生了结构性损伤, 可以用外包混凝土、粘贴钢板或碳纤维的方法进行加固。但是对于实体桥墩等横向刚度比较大的结构, 其状态变化主要是由地基所引起, 此时可重点从回填硬土或者对地基进行注浆等方法提高其约束桥墩的能力, 提高桥墩的整体承载能力。抬桩就是通常使用的一种有效的加固方法, 即在旧桩的两侧各增设一根桩, 并通过植筋扩大承台, 共同受力。另一种桩基加固方法是钢筋混凝土套箍。由于下部桩基施工等原因, 造成桩基缩径, 采用的加固方法是清除桩体虚浮物, 通过植筋后, 外抱箍微膨胀混凝土。

目前, 在很多桥梁加固改造中, 同一座桥梁, 针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固, 采用了增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;西藏尼木大桥的加固, 采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;绍兴斗门大桥的加固, 采用了增加构件加固法、桥面层补强加固法等等。

3 加固方案选择

加固方案与诸多因素有关, 常考虑的主要因素:3.1桥梁结构型式;3.2桥位地形、水文、自然状况;3.3桥梁现状分析研究结论;3.4施工技术水平;3.5能否封闭交通;3.6预期加固效果;3.7资金投入量等。

合理的加固方案是将上述加固方法优化组合, 体现出加固效果及经济效益。应注意以下两点:不同的加固方法有对应的设计计算方法;加固后的桥梁结构承载能力提高幅度受原结构的制约, 如原结构配筋率、截面尺寸等, 不可能无限制地提高承载能力;

4 加固效果评价

桥梁加固应在不断总结经验和技术进步的基础上形成专门规范, 同时要重视对加固后的桥梁进行检测和观察, 以确定加固的效果。桥梁加固后的上部结构通常是用静载或动载试验, 将试验结果与加固设计的计算结果进行对比, 来判断桥梁加固成功与否。但对下部结构而言, 不方便进行荷载试验, 通过其频率变化来定量评估桥墩的加固效果。

桥梁的加固维修技术是最近兴起的一门新技术, 为了指导桥梁加固技术的应用, 需提出一整套完整的实用性公路桥梁检测、评定与加固成套的技术规范, 为我国公路危旧桥的改造提供技术支持, 确保危旧桥的改造工作科学合理、经济安全, 使得桥梁加固做到“有法可依”。

参考文献

[1]《混凝土结构加固技术规范》 (CECS25:90) 中国计划出版社, 1992.

[2]《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》 (CECS146:) 中国计划出版社, 2003.

桥梁检测与加固技术应用 第9篇

桥梁检测与加固的目的以及意义

检测员把相关桥梁进行检测，并且，把所得到的技术数据，加以具体化，科学化，合理化地分析，从而，找到桥梁受损的原因，并能够采用准确有效的加固手段，把桥梁进行适当的加固。桥梁检测与加固技术的应用，能够使桥梁承受的作用力更大化，也极大地延长了桥梁的使用寿命，从而节省了桥梁施工工程所需要花费的资金，保护了人民生命财产的安全，节约了成本，因而减少了国家对桥梁的建设投入，也间接性地创造了财富。

1.桥梁检测技术的应用

（1）检测内容，技术和设备

桥梁检测主要是针对桥梁的承载能力，结构受力大小，桥梁自振参数，还有桥体是否受损等情况来检测的。检测主要分三个阶段来进行的，其一是准备阶段的试验检测项目，其二是施工阶段的试验检测项目，最后是施工完成后，还要对相关项目进行试验检测。

传统的检测桥梁技术一般是采取结构静载试验检测技术来检测桥梁。在结构静载试验检测技术的过程中，首先要做好预案，把各种设施和仪器检测出来的数据要记录好。其次，要把检测得到的数据，进行计算和分析。最后，就是根据分析结果，对桥梁的刚度，强度和抗裂性进行评估，看是否能够满足现阶段桥梁负载的需要。

现阶段，我们也常用结构振动试验检测技术来检测桥梁，这非常有利于检测到桥梁结构的自振特性和车辆动力荷载与桥梁结构的联合振动特性的检测。结构振动试验主要检测的是桥梁结构在车辆荷载下的振动特性，比如冲击波系数，特强震动特性等。这些检测数据可以帮助我们更好地判断桥梁的运营和荷载情况，从而帮助我们更好地知道桥梁的薄弱之处，而有利于重点加固。

（2）检测方法

我们一般常用的桥梁检测方法是以静力荷载试验为主，动力荷载试验为辅。

①静力荷载试验。静力试验是桥梁结构试验中经常要用到的，桥梁结构工作时受到的荷载也大都是静力荷载，比如，桥梁自身的重量，移动车辆的载重量等。静力荷载试验，一般要按三个阶段来进行加载试验：

准备阶段：收集相关资料，确定相关试验方案，准备配套仪器，还有结构计算等。

荷载试验阶段：按照事先的准备，用适当的加载设备加载，把各种测试仪器，测试得出的结构受力后的各项性能指标，连同观测数据，都一一记录下来。

试验数据整理阶段：把静载试验得到的原始数据，文字和图像描述等相关资料，加以分析整理，用来评估桥梁的承载能力。

②动力荷载试验。桥梁结构的动力特性一般是指振型，频率和阻尼比等，能够有效判断桥梁结构工作性能和桥梁抗震性能。通过动力荷载试验，能够判断和评估桥梁结构的承载和使用条件，掌握桥梁病害发生的规律性，并且能够了解到桥梁病害对桥梁各项性能的影响力。

如果要对桥梁实行动力荷载试验，就需要先使桥梁产生一定的振动，同时用相关的测振仪器进行测试，并且作好记录。把记录到的振动信号，加以分析，从而得到桥梁的动力特性。桥梁动力荷载试验主要是脉动试验，跳车试验也叫冲击试验，跑车试验等。

桥梁工程检测技术分析

首先是外观检测技术，检测员利用相关工具，和自己的肉眼，来检测结构物外表的常见毛病。

其次是混凝土强度检测，一般来说大都用回弹法，有时也用到取芯法。回弹法，方便快捷无损伤，其缺点是没有取芯法精准。而取芯法虽然比较准确，但是，会损伤混凝土结构，所以，用此法必须对损伤部位加以修补。

再就是钢筋蚀锈一般用电位法来检测。

我国现行的桥梁加固新技术

1.粘贴钢板加固技术

粘贴钢板加固法是用建筑结构胶（如环氧树脂）把粘贴钢板及锚栓固定在桥梁结构薄弱部位，加强构件的承受力。

2.粘贴碳纤维布加固技术

因为碳纤维布有着高强度，把碳纤维布粘贴在梁体的受拉部位，能够有效代替和补充原构件钢筋的承载抗压作用。

3.体外预应力钢丝束加固技术

体外预应力钢丝束加固法，能够提升原桥梁的承载能力，施工也比较简单方便，但是，因为钢丝束具有腐蚀性，所以，体外预应力钢丝束加固法不能在气候潮湿的地方用。

总结

综上所述，随着我国经济的发展，交通量也日益增长，公路桥梁工程也得到了快速发展，但是，公路交通运输压力还很大，许多原有的桥梁的承载也超负荷了，跟不上社会发展的需求。所以，大力发展桥梁施工企业，就要不断地强化桥梁检测加固技术，从而更加有效地保护桥梁的品质，使交通焕发新机，充满活力。

参考文献：

[1] 黄伟亮.浅析桥梁检测与加固技术应用[J].建筑工程技术与设计，2015，（4）

（作者单位：长沙环境保护职业技术学院）

桥梁加固技术研究 第10篇

我国目前对旧桥加固技术进行研究,总的看来从加固原理和适用特点上可分为3类:1)改变原结构的受力体系,使原结构受力减小;2)扩大和增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度;3)以新的结构代替原抗力不足的结构。随着荷载等级的不断提高,桥梁工程逐渐向轻型、大跨度方向发展,现有加固技术可能在很大程度上受到限制,因此,有必要研究碳纤维材料、体外预应力等新型加固技术在旧桥改造中的应用。

1 碳纤维加固特点及加固技术要点

1.1 碳纤维加固技术的特点

1)材料力学性能好,碳纤维材料抗拉强度为普通钢材的10倍以上,弹性模量与钢相近,重量轻,在对混凝土结构进行加固补强过程中可以充分利用其高强度、高模量的特点来提高结构及构件的承载力和延性,改善其受力性能,达到高效加固的目的。作为一种复合材料,碳纤维抗腐蚀性能及耐久性能稳定,不与酸碱盐等化学物质发生反应,因而用碳纤维材料加固后的钢筋混凝土构件具有良好的耐腐蚀性及耐久性;2)碳纤维布质量轻且厚度薄,单位体积重量仅为钢材的1/4左右。经加固修补后的构件,基本上不增加原结构的自重、尺寸和改变截面外形,也就不会减少建筑物的使用空间,几乎不会改变桥下的净空高度,这一优点更是传统补强方式所无法比拟的;3)具有良好的适应性,由于碳纤维布是一种柔性材料,而且可以任意地裁减,对圆形、曲面的结构也可采用此种方法。尤其是布状片材可以适应各种结构的外形进行粘贴和裹缠,成型很方便,所以这种加固技术可广泛地应用于各种结构类型、各种结构形状和结构中的各种部位,且不改变结构形状及不影响结构外观;4)加固施工极为便捷,由于其自重较轻,可操作性强,操作空间要求较宽松,没有湿作业,不需要大型的施工机械,施工占地较少,施工时对环境的影响较小,工效高。尤其对于箱梁构造而言,当箱梁内部的作业空间受到限制时,其可操作性很好,既可以节省庞大的支架费用,也具有一定的安全性和隐蔽性。

1.2 碳纤维加固技术要点

1)碳纤维加固施工中基层的处理质量至关重要。

基层是否清洁,表面有无浮渣,表层是否平整,都将直接影响粘结质量。在对构件表面进行打磨之前,需要消除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层,并用修复材料将表面修复平整。有裂缝的,需对裂缝进行灌缝或封闭处理;被粘贴的混凝土表面应打磨平整,除去皮层浮浆、油污等杂质,直至完全露出新面;

2)粘贴碳纤维时,滚压的密实度对粘结性能也有较大影响。

粘贴操作应按如下步骤进行:裁剪碳纤维布→配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位→用特制的滚筒沿纤维方向滚压→多层粘贴重复上述步骤→最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍树脂。在该过程中,应反复多次滚压,尽量排除气泡,以免影响粘结质量;

3)环境的温度和湿度对粘结质量也有影响。

温度过低或过高,湿度过大也会影响粘结质量。当环境温度大于60 ℃时,应采取隔热措施加以防护;当环境温度低于5 ℃时,应停止施工,否则树脂的固化及最终强度都会受到影响。

2 体外预应力加固技术及施工要点

2.1 体外预应力加固技术

体外预应力技术作为后张预应力体系的重要分支之一,近年来成为预应力技术的热点。采用体外预应力技术加固桥梁结构有很多优点:1)预应力布置简单,可以调整,简化了后张的操作程序;2)对桥梁加固施工过程中,可以不封闭交通;3)增加恒重不多,可以能动地调节原结构中的应力状态,达到有效加固的目的;4)能够较大幅度地提高旧桥的承载能力和结构刚度,能够有效的控制原结构的裂缝和挠度,使裂缝部分或全部闭合,使挠度大幅度减小;5)对原桥的结构损伤很小,可以做到不影响桥下净空;6)维护修补方便,可以随时更换预应力筋。

2.2 体外预应力加固施工要点

2.2.1 上锚固点设置

对于上锚固点设在梁顶及梁端顶面的情况,需要按设计的斜筋穿出位置,在桥面板或梁顶面凿穿两个具有与斜筋角度相同的斜孔。首先应把桥面铺装层凿去,将梁顶面混凝土保护层凿去,露出钢筋,再将锚固垫板处的混凝土进行细凿。为了凿好斜孔,应按斜孔的设计角度做一个凿孔架,将凿岩机的钻杆放入凿孔架的槽内,使钻头中心对准理论锚固点,然后再进行凿孔。上锚固孔凿完之后应将梁顶面混凝土清理干净,除去混凝土碎渣。先在开凿后的混凝土表面涂一层环氧胶液,再用环氧水泥砂浆铺平。最后将上锚固设在梁顶时,应保证锚垫板的上表面与梁顶面平齐,或略低一点,以确保锚固点上有尽可能厚的混凝土保护层。

2.2.2 转向装置

转向装置是实现体外索加固的重要构件,其传载方式和自身性能也是影响预应力施加效果的关键。如果转向装置设计不合理或构造措施不当,预应力钢材容易产生局部硬化和摩阻损失过大。转向装置的设计要求预应力筋在折角点的位置必须高度准确,避免产生附加应力,转向装置在结构使用期内也不应对预应力钢材有任何损害,FIP标准和欧洲体外预应力规范均对转向块内预埋管道所需的最小弯曲半径作了规定。转向块的功能是传递体外束产生的水平和垂直横向力。体外束通过折角点产生集中荷载,这个荷载应能通过转向块安全地传递至混凝土结构。为此对于转向块的构造细节必须给予足够的注意。

2.2.3 预应力筋的安装和张拉

在安装预应力筋前应该先检查各种锚具是否能正常工作,特别是粗钢筋的螺杆和螺母的匹配情况,应逐个试拧,每个丝头均应达到在不加力的情况下用手拧动,就可将螺母拧至全程。

对于水平筋和斜筋分别采用两根粗钢筋或斜杆为型钢的情况,应先将斜筋与水平滑块固定在一起,并将斜筋的上锚固点固定。用临时支架将滑块定位在其垫板的位置上,然后再穿入水平筋。穿筋时应保证水平筋的两端均有相等的丝头长度,检查滑块位置并预留滑移量。上紧两水平筋的螺母,且应保证水平筋的中心与滑块锚孔对中,以防止在张拉锚固时拧紧螺母困难。对于横向收紧水平筋产生预应力的体系,首先按斜筋的斜度要求将斜杆焊接在梁端的U形锚固板上,采用夹杆焊将水平筋焊在斜筋上。为了减少垂度,每隔2 m～2.5 m用木块将水平拉杆垫起,然后安装锁紧装置。先安放弯起点处的立柱,再按设计位置安装撑棍和收紧器,以备张拉。

2.2.4 防腐处理

体外索加固体系中的主要铁件如水平筋、斜筋、钢丝束(绳)、滑块、垫板及固定支座等均应进行防腐处理。体外筋是加固体系的主要受力构件,它通过锚具将预加力传递给主体结构,通过转向装置实现转向,它的耐久性决定结构的耐久性,所以有必要采取防护措施来保护体外预应力筋、锚具和转向装置。

目前体外预应力筋的防腐主要采取以下几种方式:1)裸露预应力筋镀锌和涂环氧树脂防腐;2)套管加填充材料防腐:在索的外面加套管,待预应力筋张拉完成后,在套管内灌注填充材料;3)采用单股无粘结钢绞线:单股无粘结钢绞线是将钢绞线挤入PE套管并内充油脂而成,它自身具有防护系统;4)采用新材料(FRP)作为体外索:FRP筋具有高强轻质、耐腐蚀、耐高温、耐疲劳、应力松弛低等特点,用这种材料作为体外索,虽然成本较高,但是后期维护费用低。还可以避免由应力腐蚀、氢脆或疲劳腐蚀等引起的脆性破坏。

3 结语

桥梁加固是随着日益增长的交通运输业而产生并随其发展的新课题,它很好地处理了新工程与旧工程的衔接,是实现可持续发展的物质保障。因此,桥梁加固技术的发展意义相当重大。同时,各种新型材料,新方法的运用,使得桥梁加固的对象更广,施工更方便快捷,效果更明显,并推动着桥梁加固技术的不断成熟和完善。

摘要：简述了我国现有桥梁概况,指出由于各方面原因,使得桥梁加固成为急需解决的问题,介绍了桥梁加固的新型实用方法,并提出相应施工技术要点,以推动桥梁加固技术的不断成熟和完善。

关键词：桥梁加固,碳纤维,体外预应力

参考文献

[1]陆伟,刘幸.碳纤维布结合体外预应力筋加固桥梁的试验及应用[J].湖南科技大学学报(自然科学版),2007(4):20-22.

[2]刘少兵.体外预应力混凝土结构耐久性防护问题的探讨[J].铁道科学与工程学报,2007(4):40-42.

[3]常海芹.碳纤维材料在桥梁加固中的应用[J].华东公路,2009(2):30-34.